鄂爾多斯盆地深部咸水層二氧化碳地質(zhì)儲存熱-水動力-力學(xué)(THM)耦合過程數(shù)值模擬

鄂爾多斯盆地深部咸水層二氧化碳地質(zhì)儲存熱-水動力-力學(xué)(THM)耦合過程數(shù)值模擬鄂爾多斯盆地深部咸水層二氧化碳地質(zhì)儲存是一項重要的研究領(lǐng)域，為了更好地理解儲存過程中的熱-水動力-力學(xué)(THM)耦合過程，數(shù)值模擬成為了一種有效的研究方法。本文基于鄂爾多斯盆地的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，利用數(shù)值模擬方法對深部咸水層中二氧化碳儲存的THM耦合過程進行了模擬和分析。

首先，根據(jù)鄂爾多斯盆地地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，建立了一個包含地層巖石屬性、地下水流動和熱傳導(dǎo)特性的三維數(shù)值模型。在模型中考慮了深部咸水層的物理特性，如滲透率、孔隙度和巖石熱導(dǎo)率等參數(shù)。

接下來，利用模型求解了儲存過程中的熱傳導(dǎo)、地下水流動和孔隙壓力等方程，同時考慮了溫度、壓力和應(yīng)力之間的相互作用。通過數(shù)值計算，得到了咸水層中溫度、壓力和應(yīng)力等變量在時間和空間上的分布情況。

在模擬過程中，還考慮了二氧化碳注入速率、儲存時間和地層巖石特性對THM耦合過程的影響。通過對模擬結(jié)果的分析，可以評估二氧化碳儲存的熱影響、水動力效應(yīng)和力學(xué)變形，并預(yù)測可能出現(xiàn)的異常情況，如地層變形和地震活動等。

實驗結(jié)果表明，在鄂爾多斯盆地深部咸水層進行二氧化碳地質(zhì)儲存時，熱-水動力-力學(xué)耦合效應(yīng)是不可忽視的。合理調(diào)控注入速率和壓力，可以減小地層巖石的變形和地震風(fēng)險，提高儲存效果。然而，需要注意的是，不同地層巖石特性和注入條件下的THM耦合過程可能存在差異，因此需要根據(jù)具體情況進行綜合分析和優(yōu)化設(shè)計。

綜上所述，通過數(shù)值模擬可以有效地研究鄂爾多斯盆地深部咸水層中二氧化碳地質(zhì)儲存的THM耦合過程。深入理解THM耦合效應(yīng)對于保障儲存安全和提高儲存效率具有重要意義。此外，數(shù)值模擬還可以用來預(yù)測和評估儲存過程中可能出現(xiàn)的問題和風(fēng)險。例如，通過模擬可以分析地層的應(yīng)力變化，從而評估地層的穩(wěn)定性，避免可能的地面沉降和斷層滑動等問題的發(fā)生。

另外，數(shù)值模擬還可以用來優(yōu)化儲存方案。通過調(diào)整注入速率和壓力等參數(shù)，可以預(yù)測不同方案下的溫度和壓力分布，并評估其對地層巖石的影響。這有助于找到最優(yōu)的儲存方案，提高儲存容量和效率。

除了熱-水動力-力學(xué)耦合效應(yīng)，數(shù)值模擬還可以考慮其他因素對儲存過程的影響。例如，地下水化學(xué)反應(yīng)、巖石溶解和二氧化碳溶解等化學(xué)過程也可以納入模型中進行模擬。這有助于評估二氧化碳的遷移和轉(zhuǎn)化過程，以及對地層巖石和地下水質(zhì)量的影響。

總之，數(shù)值模擬是研究鄂爾多斯盆地深部咸水層二氧化碳地質(zhì)儲存THM耦合過程的一種重要方法。通過模擬可以深入理解儲存過程中的熱-水動力-力學(xué)耦合效應(yīng)，并預(yù)測可能的問題和風(fēng)險